Nedávno som tu v Ockenden Towers nechal nainštalovať strechu plnú solárnych panelov – ale keďže som taký geek, priplatil som si, aby som mal niečo trochu iné.
Najprv by som však rád vysvetlil niečo o solárnych paneloch – problém, ktorý predajný droid pravdepodobne nespomína: problém „tienenia“.
V normálnej konfigurácii sú solárne panely zapojené do série, takže ak v určitých časoch dňa na jeden z nich dopadne trochu tieňa, zníži sa výkon celého poľa; ak sa výkon jedného panelu zníži o 50 % zatienením, výkon všetkých ostatných sa tiež zníži o 50 %. Aj keď máte veľkú strechu orientovanú na juh ako ja, je veľká šanca, že v určitých časoch dňa dostanete tienenie komínom, stromom alebo možno susedovou prístavbou – to je veľké tajomstvo solárnej FV (fotovoltiky) priemyslu.
Čím viac sa o ZigBee dozviem, tým viac som presvedčený, že to bude v budúcnosti dôležité
Riešením je niečo, čo sa nazýva mikro-invertor: namiesto toho, aby boli všetky panely zapojené do série, dodáva masívne – potenciálne smrteľné – jednosmerné napätie. k veľkému „reťazovému“ meniču má každý solárny panel svoj vlastný mikro-invertor DC-AC-AC pripevnený k zadnej časti, takže funguje nezávisle od druhého panelov.
Vlastne moja vlastná inštalácia využíva „duo“ mikroinvertory, kde sa výstup z dvoch panelov napája do každého boxu, takže potrebujem osem duo mikro-invertorov pre mojich 16 panelov, čo je podstatne výhodnejšie ako mať jeden na panel. Znamená to, že neskorý popoludňajší tieň z môjho komína padajúci cez jeden panel zloží iba tento pár panelov a nie celé pole.
Toto je len jedna výhoda mikroinvertorov, ďalšou je ich predpokladaná životnosť: mali by vydržať 25 rokov; typický reťazcový invertor bude potrebné vymeniť každých päť až desať rokov. Ale nebola to ich imunita voči tieňovaniu ani ich dlhovekosť, čo upútalo moju pozornosť; bol to monitorovací systém. Každý z mikroinvertorov Enecsys, ktoré mám, obsahuje malý 2,4 GHz vysielač a v mojom dome je „gateway“ box, ktorý prijíma signály z mikroinvertorov a odosiela ich do centrálneho monitorovacieho systému, ktorý prevádzkuje spoločnosti.
Jedným z dôvodov, prečo som chcel použiť mikroinvertory Enecsys v mojej solárnej fotovoltaickej inštalácii, je ten technológia bola vyvinutá na Cambridgeskej univerzite, kde sa spoločnosť oddelila od katedry Strojárstvo. Enecsys založil profesor katedry a pár jeho doktorandov spolu s jasnou iskrou z priľahlej obchodnej školy. Aj keď je to teraz globálny koncern s medzinárodnými podporovateľmi, jeho domáci pôvod bol dôležitým faktorom pri mojom rozhodovaní o kúpe.
Sieť ZigBee
Komunikácia medzi mikro-invertormi a gateway boxom prebieha cez sieť ZigBee – zaujímavá, aj keď zvláštne pomenovaná technológia. Stojí za malú odbočku, aby sme zistili, čo to je, čo robí a ako to robí.
ZigBee používa rádiá s veľmi nízkou spotrebou energie (0 dB alebo 1 mW) na prenos údajov relatívne nízkou rýchlosťou 250 kbit/s a bol navrhnutý od základu na použitie v aplikáciách, ako je prepínanie, signalizácia a podobné úlohy, ktoré vysielajú malé a zriedkavé dávky údajov.
Myslím si, že v budúcnosti uvidíme oveľa viac ZigBee kvôli jeho extrémnej úspornosti energie: jeho jednočipovému rádiá už majú nízky výkon, ale múdry je spôsob, akým sa prebudia, pošlú svoje údaje a potom sa vrátia do režimu spánku znova. Tam, kde môže zariadeniu Bluetooth zvyčajne trvať približne dve alebo tri sekundy, kým sa prebudí, systém ZigBee to urobí za približne 30 ms a nepotrebuje vysielať neustále – je navrhnutý tak, aby jeho vysielače mohli odosielať údaje len vtedy, keď je to potrebné, bez akéhokoľvek stáleho nosiča pozadia signál. Jeho nízka spotreba energie je dôležitá pre projekt mikrogenerácie, kde je potrebné udržiavať výkon potrebný na riadenie a riadenie systému na minime.
Systém využíva pásmo ISM (2,4 GHz), ale kvôli nízkej spotrebe energie a zriedkavým prúdom dát pracuje s minimálnym rušenie spolu s ostatnými používateľmi tohto pásma, ako sú Wi-Fi a Bluetooth – v skutočnosti som si nevšimol žiadne zhoršenie bezdrôtového pripojenia priepustnosť.
ZigBee je schopný bežať v sieťovej konfigurácii, ale ako som pochopil, systém Enecsys používa jednoduchú, dynamickú hviezdicovú konfiguráciu so všetkými uzlami, ktoré hovoria priamo s bránou.
Je to pomerne dlhý komunikačný reťazec: panely privádzajú svoj výstup do mikroinvertorov; tieto potom odosielajú monitorovacie údaje do brány; brána tieto údaje odovzdá na servery spoločnosti Enecsys, kde sa z nich vytvoria pekné grafy, tabuľky a číselníky, ktoré sa potom stiahnu do môjho počítača alebo do aplikácie na mojom iPhone alebo iPade.
Napriek tejto zdĺhavej dátovej ceste vidím grafické znázornenie mojich panelov pomerne často aktualizované: ak Slnko je náhle zakryté veľkým mrakom, webová stránka aj aplikácia zvyčajne prejavia účinok do 30 sekúnd, resp tak. To uľahčuje optimalizáciu využitia vyrobenej energie zapínaním spotrebičov náročných na energiu, ako sú umývačky riadu a práčky, len keď strecha generuje veľa bezplatnej elektriny.
Systém na mňa naozaj zapôsobil a to, čo začalo jednoducho ako cvičenie na získanie návratnosti mojej investície, je tiež ekologický a zachraňuje planétu, sa zmenil na mini prípadovú štúdiu o používaní bezdrôtových údajov a online monitorovaní systémov. Čím viac sa o ZigBee dozviem, tým viac som presvedčený, že to bude dôležité v budúcnosti, najmä v oblastiach, ako je domáca automatizácia, bezdrôtové poplašné systémy a bezdrôtové diaľkové ovládače.
